Wat is een wetland? Een wetland is een zuiveringsmoeras (STOWA, 2005). Natuurlijk wetland, Kampala, Oeganda Een wetland is tevens een natuurlijk zuiveringssysteem dat helpt het kwaliteitsverschil te overbruggen tussen gezuiverde effluenten en oppervlaktewater/grondwater (STOWA, 2005). Wat zijn constructed wetlands? Een door mensen ontworpen en gebouwd systeem met als doel het nabootsen van de behandeling van vervuild water zoals deze in natuurlijke moerassen plaats vindt (MRc, 1996). 1 Source: STOWA 2005, foto Hans van Bruggen, UNESCO IHE 2 GECONSTRUEERDE WETLAND GECONSTRUEERDE WETLAND SEPTICTANK 3 4 Source: WSP 2007 Gebruiksdoelen afvoerwater wetlands Irrigatie voor boeren Aquacultuur Huishouden/tuin Natuur Recreatie Grondwater aanvulling Industrie Tegengaan zoutwaterinfiltratie 5 Source: STOWA 2005 21 'WATERHARMONICA' IN THE DEVELOPING WORLD 6 1
Soorten wetlands Geen drinkwater 1Free water surface, oftewel vrij bewegend wateroppervlak Subsurface flow, oftewel ondergrondse d waterstroom, onderverdeelt in: 2 Verticaal 3 Horizontaal 7 8 1 Vrij bewegend wateroppervlak 2 Ondergrondse waterstroom Horizontaal 9 10 3 Ondergrondse waterstroom Verticaal Horizontaal wetland Sociale acceptatie hoger dan voor het vrij bewegend wateroppervlak en het verticale ondergrondse waterstroom systeem, want: Afvalwater is niet zichtbaar Lagere gezondheidsrisico s door verlaagde kans op contact met water en vermenging met oppervlakkig regenwater Broedplaats voor insecten en vectoren lager dan bij het het vrij bewegend wateroppervlak en het verticale ondergrondse waterstroom systeem 11 Source: Nanninga 2008 12 2
Voordelen horizontaal ondergrondse waterstroom wetland Afvalwaterzuivering in combinatie met biomassa productie Een natuurlijk afvalwaterbehandelingssysteem Te bouwen met lokaal materiaal Geschikt voor kleine en grote schaal, met name voor rurale gebieden Lage operatie en management kosten Operatie en management dat makkelijk te leren is Kwaliteit van effluent constant bij kundig ontwerp en gebruik, dus robuust systeem Functioneert bij verschillende waterhoeveelheden Beperkt vector en insecten leefomgeving Plantproductie kan inkomsten opleveren Hoge efficientie in verwijdering van organisch materiaal, zwevende stoffen en ziekteverwekkers Effluent geschikt voor irrigatie Weinig stank Beperkingen horizontaal ondergrondse waterstroom wetland Relatief veel materiaal vereist (waterdicht zeil, zand en grind) Relatief veel oppervlak vereist Bij verstopping: vervanging van het filter materiaal is kostbaar en vereist technische kennis Het systeem vereist ontwikkeling met de gemeenschap en betrokkenheid van de gemeenschap Mogelijk vervuild filter materiaal, besmette biomassa Zorgvuldig ontwerp, constructie en operatie en management community involvement Sources: STOWA 2005; WSP 2008 13 Sources: WSP 2008; Nanninga 2008 14 Mechanismes en efficientie Latijns Amerika Belangrijke parameters voor zuivering Diepte Medium Water verblijftijd ijd Hoeveelheid influent Samenstelling van het influent Continuïteit (afhankelijk van onderhoud) 16 Waterdicht bed Een ondoorlatende laag is vereist ter voorkoming van vervuiling van: Bodem Grondwater In het geval van een hoge grondwaterspiegel kan grondwater het wetland instromen. Opties: Een laag samengedrukte klei (minimaal 30 cm dik) Plastic zeil (bijvoorbeeld HDPE, geo textiel) Bij bovengrondse gebouwde wetlands gebruikt men vaker stenen, beton of ferrocement (vereist extra aandacht voor waterdichtheid) Ondoorlatende laag 17 18 3
Het filter materiaal houdt de vaste delen vast biologische degradatie Zand en grof grind 19 20 Het filter materiaal biedt oppervlak voor microorganismes om zich te binden (vorming biofilm) Degradatie verontreinigende stoffen, nitrificatie, denitrificatie Bodem voor plantenwortels Waterdoorlaatbaarheid 21 22 Testen van het filter materiaal De geschiktheid van het filter materiaal testen doormiddel van verticale PVC pijp gevuld met te testen zand, emmer met grind, constante dosis water en stopwatch. Source: WRc 1996 23 Beplanting Functie van de beplanting binnen de wetland: Planten geven zuurstof en nutrienten vrij voor de ontwikkeling van microorganismes Bodemversteviging Waterdoorlaatbaarheid Oppervlakte vergroting leefomgeving voor microorganismes Bijdrage in levensonderhoud / Economische functie Verwerking van geoogste planten in producten Voer voor dieren Siergewassen Erosie beperking Sources: WSP 2008; STOWA 2005 24 4
Invoer en uitvoer structuren Invoer, afvalwatertoevoer: toevoerkanalen, begraven PVC leiding, grof grind voor goede verdeling. over gehele breedte wetland ZUIVERING Wetland planten Lokale plant geschikt voor lokale condities Plant waar vraag naar is (riet, olifanten gras, papyrus, siergewas) RIET PAPYRUS HELICONA Uitvoer, waterverzameling: drainagebuis, grof grind, effluentkamer met in hoogte verstelbare afvoerpijp. over gehele breedte wetland Source: WRc 1996; WSP 2008 WATER(HER)GEBRUIK 25 Belangrijke planteigenschappen: formaat van de volwassen plant, zouttolerantie, zuurgraadtolerantie, temperatuurtolerantie, watertolerantie MAAR... BEPLANTING MET ZORG SELECTEREN Source: WRc 1996; Nanninga 2008 26 Wat vereist het in gebruik nemen van een wetland? Betrokken bouwers, beheerders en gebruikers Financiële middelen Om het wetland niet te overladen is voorbehandeling vereist, opties: Septictank Stabilisatievijver Sedimenttank Imhoff tank Oxidatiesloot UASB reactorzorgvuldig, deskundig operatie en management Zorgvuldige en kundige operatie en management bij de start begeleiding en training van ervaringsdeskundigen vereist Monitoring ter ontwikkeling, verbetering en voor nieuwe implementaties 27 Kosten Dus in gemeenschap van 100 personen met een septictank en een geconstrueerde wetland: SEPTICTANK geconstrueerde WETLAND Land m 2 3.00 5.00 300 500 kosten US dollar 1200 2000 2000 3000 Organisatie en management, 50 100 100 150 US dollar per jaar Source: Sperling and Chernicharo 2005 28 Verantwoordelijkheid Lokale overheid en (buitenlandse) organisaties Lokale gemeenschap, gebruikers van het systeem Kosten moeten worden gedeeld door gebruikers (Her)gebruik effluent mogelijk financiële input 29 Betrokkenheid Sleutelfactor Daarom ontwikkelen vanuit de gebruiker Informatie over technieken met hun consequenties: organisatie en management, effluentkwaliteit, kosten Keuze van gebruiker Duurzaamheid (?) 30 5
Operatie en management Zekerheid: gebruik van handschoenen en laarzen én voorkomen van hand mond contact Waterniveau, kan worden gecontroleerd door in hoogte verstelbare effluentbuis. Bij in gebruik name van de wetland wordt voor beplanting een open water oppervlak geadviseerd. Vervolgens vlak voor beplanting 50 cm onder grondoppervlak, daarna 50 tot 100 cm onder oppervlak. (source: WRc 1996) Tijdens groeifase v/d aquatische planten onkruid wegnemen Waarnemen stroomsnelheden bij in en uitvoer reguleren stroomsnelheid Reguleren van de waterverblijftijd Oogsten van vegetatie afhankelijk van groeiseizoen beplanting, geschat is dat 1 mankracht een oppervlak 50 m 2 kan oogsten in 1 dag (source: WSP 2008) Voorkomen van verstopping door wegnemen van grof vast materiaal Bij verstopping, dat vaak optreed vlak achter de invoer structuren, moet het filter materiaal worden vervangen 31 Wat nu wanneer u wilt gaan ontwerpen? Systeem in zijn geheel beschouwen: watergebruik voorbehandeling wetland verschillende doeleinden voor gezuiverd water + Met de gemeenschap ontwikkelen En dit vereist theoretische (formules) en praktische studie en ervaring. 32 Monitoring Hoeveelheid water die door het wetland stroomt Waterverblijftijd Influent en effluent kwaliteit Aantal keren dat planten geoogst moeten worden Hoe lang het kost om de wetland op volle capaciteit te laten werken Hoelang het duurt voor het medium aan vervanging toe is... Andere problemen Dit alles voor verder ontwikkeling, verbetering en implementatie. Dus wat heeft een afgestemd systeem te bieden? Afvalwaterzuivering Terugdringen volksgezondheidrisico s door gebruik/contact verontreinigt water minder zieke mensen en minder sterfte Na zorgvuldige behandeling bh dli en effluent onderzoek kan gezuiverd water als natuurlijke hulpbron worden gebruikt Bewustzijn is de eerste stap 33 34 IWA, 2000. Constructed wetlands for pollution control. Processes, performance, design and operation. Scientific and technical report Nº 8. IWA specialist group on use of macrophytes in water pollution control. IWA Publishing, London, England. Nanninga T., 2008, Helophyte filter use for black wastewater treatment in Suriname. Sperling von M., Chernicharo C.A., 2005, Wastewater Treatment in Warm Climate Regions, London: IWA Publishing. STOWA, 2005, rapport 21, Mels A., Martijn E., Kampf R.,Claassen T., Waterharmonica in the developing world. WSP, 2007 for Latin America and the Caribbean, World Bank, SDC, UNICEF, and Inter American Development Bank. 35 6